JPH11233164A

JPH11233164A - 電池パック

Info

Publication number: JPH11233164A
Application number: JP3587198A
Authority: JP
Inventors: Hideki Miyamoto; 秀樹宮本; Yutaka Kouta; 豊高多
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】充放電時におる電流経路の発熱に起因する電
池セル間の温度アンバラスを容易に防止し、効率よく使
用できる電池パックの提供。【解決手段】電気絶縁性外装ケース１と、前記外装ケ
ース１内に封装された二次電池群２と、前記二次電池群
２に隣接して配置・封装され、二次電池群２の端子側に
一端が接続する充放電制御および保護機能を有する配線
回路部３と、前記配線回路部３の他端に接続して前記外
装ケース１外に導出された充放電用端子４とを有する電
池パックにおいて、前記二次電池群２を成す全二次電池
（電池セル）2a〜2gの側面部に高熱伝導性シート５が添
着され、配線回路部３の発熱を二次電池群２へ一体的に
伝導させるようにしたことを特徴とする電池パックであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池パックに係り、
さらに詳しくは充放電の電流経路における発熱を適切に
処理し、所要の充放電が効率よく行われる電池パックに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ニッケル−水素二次電池、リチウムイオ
ン二次電池、もしくはニッケル−カドミウム二次電池な
どに代表される二次電池は、たとえば携帯用電話機や携
帯型撮像機など、各種の機器システムの作動電源とし
て、複数個をパック化し実用に供されている。すなわ
ち、上記二次電池は、いわゆる充電操作によって電力を
蓄え、前記蓄えた電力を負荷の駆動（放電）にと、繰り
返し動作させることが可能なため、複数個の二次電池を
パック化して実用されている。

【０００３】ここで、二次電池パックは、一般的に、電
気絶縁性外装ケースと、前記外装ケース内に封装された
二次電池群と、前記二次電池群に隣接して配置・封装さ
れ、二次電池の端子側に一端が接続する容量残り表示機
能、充放電制御および保護機能を有する配線回路部と、
前記配線回路部の他端に接続して前記外装ケース外に導
出された充放電用端子とを有する構成を採っている。

【０００４】そして、この種二次電池パックの充電操作
は、たとえば定電流充電時における二次電池の温度変
化、換言すると、充電に伴う電池温度の上昇状態に基づ
いて制御される。すなわち、電池パックを嵌合的に装着
可能な凹設部を上面側に備えた充電器装置本体と、前記
充電器装置本体の凹設部に設置され、水平に嵌合・装着
される電池パックの充電用端子に接続する充電用端子
と、前記電池パックの定電流充電に伴う温度を測定し、
その温度変化を表示する温度検出系とを具備した構成の
充電器装置によって、所要の充電を行っている。そし
て、この温度微分検出方式での充電制御は、満充電状態
に近い時点で、電池パックの温度が急激に上昇する現象
を利用する。

【０００５】ところで、電池パックを形成する二次電池
群は、その充放電時に、充放電の電流経路、換言する
と、容量の残り表示機能、充放電制御および保護機能を
有する配線回路部を主とした発熱によって、二次電池群
を成す各電池の温度がそれぞれ上昇する。この電池個々
の温度上昇は、電流経路自体の構成や電流経路に対する
各電池の位置関係などの影響を受け、結果的に、各電池
の温度がアンバランス化し、この電池温度の相違により
充放電効率（電池容量）のアンバランスを招来するとい
う問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電池パ
ックにおいて、充放電効率（電池容量）のアンバランス
化対策として、次ぎのような手段が試みられている。す
なわち、電気絶縁性外装ケース内に並列的に配置・封装
された各電池の少なくとも一方の端面に、たとえば(a)
アルミシート（箔）などの熱伝導効果の高い物質を接合
配置したり、あるいは、(b) 各電池の対接する側面間に
熱伝導性シリコーン層などを介挿・充填し、各電池間を
熱的に接合することにより全体的な熱伝導性を持たせた
構成が開発されている。

【０００７】しかしながら、上記(a) ，(b) の両アンバ
ランス化対策は、熱伝導効果が不十分で、なお、電池間
に不所望な熱アンバランスが発生し、充放電効率（電池
容量）の改善に適す手段とはいえない。

【０００８】本発明者らは、電池パックにおける電池
（電池セル）間のアンバランス発生問題につき、鋭意検
討を進めた結果、並列ないし平面的に配設された電池の
側面部に、たとえばアルミ箔などの熱伝導性のよいシー
ト類を一体的に沿わせた（添着した）場合、各電池セル
間の温度差が容易に低減し、各二次電池セル間における
アンバランス発生が解消ないし回避できることを見出し
た。換言すると、残り容量表示機能、充放電制御および
保護機能を有する配線回路部などの電流経路で発生する
熱は、広い熱伝導面によって電池セルを接触・被覆させ
たとき、熱アンバランスの発生が容易に防止され、結果
的に、各電池セルの容量アンバランスが解消し、充放電
効率の高い電池パックとして機能することを確認した。

【０００９】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、充放電時における電流経路の発熱に起因する電池セ
ル間の温度アンバラスを容易に防止し、効率よく使用で
きる電池パックの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電気
絶縁性外装ケースと、前記外装ケース内に封装された二
次電池群と、前記二次電池群に隣接して配置・封装さ
れ、二次電池群の端子側に一端が接続する充放電制御お
よび保護機能を有する配線回路部と、前記配線回路部の
他端に接続して前記外装ケース外に導出された充放電用
端子とを有する電池パックにおいて、前記二次電池群を
なす全二次電池の側面部に高熱伝導性シートが添着さ
れ、配線回路部の発熱を二次電池群へ一体的に伝導させ
るようにしたことを特徴とする電池パックである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の電池パ
ックにおいて、二次電池群が並列的に配置された構成を
採り、かつ高熱伝導性シートが両側面に添着されている
ことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の電池パックにおいて、高熱伝導性シートがア
ルミ箔であることを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明は、少なくとも２個の二
次電池（電池セル）を電気的に直列もしくは並列に接続
し、かつ板状ないし平面的（並列）に電池群を外装ケー
ス内に封装した構成と、充放電時の電流経路で主たる発
熱を行う構成とを基本として備えている。ここで、配線
回路部は、少なくとも充放電制御および保護機能を、さ
らに要すれば電池容量の残量表示機能などをさらに有す
る構成を成しており、一般的にはプリント配線板をベー
スとした実装回路装置である。

【００１４】そして、前記配線回路部の発熱を各二次電
池に、一体的ないし一様的に伝導するため、高熱伝導性
シートは一端側が配線回路部に対接（接続）ないし近接
し、板状ないし平面的（並列）に配置された二次電池群
の少なくとも一側面部に添着もしくは被覆される必要が
ある。ここで、高熱伝導性シートとしては、たとえば厚
さ30〜40μm 程度のアルミ箔（シート）、銅箔（シー
ト）などが挙げられる。なお、外装ケース１は、たとえ
ばポリカーボネート(PC)樹脂、 ABA樹脂などを素材とし
て形成されており、その他、配線回路部などを含む基本
的な構成は、従来の電池パックの場合と同様である。

【００１５】請求項１〜３の発明では、電池パック内に
おける充放電経路の充放電時における発熱が、電池パッ
ク内の二次電池全体に亘って容易に伝導し、電池群を成
す各電池温度がほぼ一様に維持される。つまり、電池パ
ック内の各二次電池は、その充放電時において、電池温
度差のない状態を容易に採ることができる。したがっ
て、いわゆる熱アンバランス発生が解消され、熱アンバ
ランス発生の解消に伴って、二次電池間における充放電
効率の相違（もしくは電池容量のアンバランス）がなく
なり、過充電や過放電が防止されることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
実施例を説明する。

【００１７】図１は第１の実施例に係る電池パックの要
部構成例を示す断面図である。図１において、１は電気
絶縁性外装ケース、２は前記外装ケース１内に封装され
た二次電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2gから成る二次電
池群である。ここで、外装ケース１は、たとえばPC樹脂
もしくは ABA樹脂を素材とした一端開口の外装ケース本
体1aとこの外装ケース本体1aの開口部を封止する蓋体1b
とで形成されている。また、二次電池群２は、たとえば
ニッケル水素二次電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2gを直
列（もしくは並列）に接続した構成と成っている。

【００１８】３は前記二次電池群２に隣接して配置・封
装され、二次電池群２の端子側に一端が接続する充放電
制御および保護機能を有する配線回路部、４は前記配線
回路部３の他端に接続して前記外装ケース１（外装ケー
ス本体1aの一側壁部）外に導出された充放電用端子であ
る。ここで、配線回路部３は、プリント配線板3aの主面
に、少なくとも充放電制御および保護機能を有する回路
や素子を備えている。また、要すれば電池群２の残り容
量表示機能（機構）も有し、この場合は、表示部を外装
ケース１（たとえば外装ケース本体1aの一側壁部）に露
出させる。

【００１９】さらに、５は前記電池群２を形成する二次
電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2gの側面部に添着・配置
された高熱伝導性シート、たとえばアルミシートであ
る。ここで，アルミシート５は、一端側を配線回路部３
に隣接する二次電池2aの側壁面に巻き付け固定し、他端
側を二次電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2gの側壁面に沿
わせて添着されている。

【００２０】すなわち、電流経路の主たる部分を成す配
線回路部３の発熱が二次電池群２へ一体的に伝導し、全
ての二次電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2gがほぼ一様な
電池温度を容易に採ることができるように構成されてい
る。なお、前記アルミシート５は厚さが35μm 程度で、
幅が50mm程度であり、電池群２の側壁面を約 2/3程度被
覆した構成と成っている。

【００２１】図２は第２の実施例に係る電池パックの要
部構成例を示す断面図である。この構成例の場合は、並
列的に配置された構成の二次電池群２の両側壁面に亘っ
てアルミシート５を添着・配置した他は、第１の実施例
の場合と同様の構成を採っているため、詳細な説明は省
略する。

【００２２】上記各実施例に係る電池パックは、いずれ
の場合も、たとえば 2 Aの定電流充電、あるいは 4 Aの
定電流放電において、電流経路（主として配線回路部）
の発熱が、内装されている二次電池全体に容易に、かつ
効率よく伝導し、二次電池2a，2b，2c，2d，2e，2f，2g
間における温度差が解消して、電池２群（二次電池2a，
2b，2c，2d，2e，2f，2g）内での熱アンバランス発生が
容易に防止され、電池パックの充放電効率が向上してい
ることが確認された。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採ることができる。たとえば、外装ケース１の材
質、二次電池群２を形成する電池の種類・規格や数な
ど、用途に応じて適宜選択・変更することもできる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１〜３の説明によれば、電池パッ
ク内に組み込まれた複数個電池は、電池パックにおける
充放電時の電流経路の発熱が、電池群全体に容易に熱伝
導され、電池間に温度差が生ずる恐れが全面的に回避・
解消される。すなわち、電池パックに内の熱アンバラン
ス発生が防止され、これに伴って、内装された複数個の
二次電池間における電池容量のアンバランス発生も防止
されるので、過充電や過放電も事前に防止されることに
なる。したがって、操作し易く、かつ充放電効率のすぐ
れた電池パックの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る電池パックの要部構成例を
示す断面図。

【図２】第２の実施例に係る電池パックの要部構成例を
示す断面図。

【符号の説明】

１……絶縁性外装ケース 1a……絶縁性外装ケース本体 1b……絶縁性外装ケース蓋体２……二次電池群 2a〜2g……二次電池３……配線回路部 3a……プリント配線板４……充放電用端子５……高熱伝導性シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性外装ケースと、前記外装ケー
ス内に封装された二次電池群と、前記二次電池群に隣接
して配置・封装され、二次電池群の端子側に一端が接続
する充放電制御および保護機能を有する配線回路部と、
前記配線回路部の他端に接続して前記外装ケース外に導
出された充放電用端子とを有する電池パックにおいて、前記二次電池群を成す全二次電池の側壁部に高熱伝導性
シートが添着され、配線回路部の発熱を二次電池群へ一
体的に伝導させるようにしたことを特徴とする電池パッ
ク。
【請求項２】二次電池群が二次電池を並列的に配置さ
れた構成を採り、かつ高熱伝導性シートが両側面に添着
されていることを特徴とする請求項１記載の電池パッ
ク。
【請求項３】高熱伝導性シートが、アルミ箔であるこ
とを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の電池パ
ック。